1 Informatieverwerkende systemen

Hoofdstuk 1

1

Informatieverwerkende systemen

1.1


In dit hoofdstuk maak je kennis met het vak informatica, waarbij informatie en communicatie een belangrijke rol spelen. Je gaat zien hoe informatie wordt vastgelegd en hoe communicatie plaatsvindt. Daarbij wordt ingegaan op het gebruik van verschillende soorten informatieverwerkende systemen. Na       

verwerking van dit hoofdstuk kun je: een voorlopige definitie geven van informatica; uitleggen hoe het proces van informatieverwerking verloopt; een communicatiemodel beschrijven; uitleggen op welke manieren informatie vastgelegd wordt; een (informatieverwerkend) systeem herkennen; de componenten van een informatieverwerkend systeem beschrijven; een aantal verschillende soorten informatiesystemen herkennen;

1 WAT IS INFORMATICA?

VERWERKEN 1 In de onderbouw heb je beslist al gewerkt met een aantal toepassingsprogramma's en met een besturingssysteem. a Met welke tekstverwerker heb je gewerkt? b Geef een voorbeeld van een spreadsheet. c Welk databaseprogramma ken je? d Welk besturingssysteem zit op je computer? 2 Maak met een schema duidelijk wat een informatieverwerkend systeem is. Verwerk in je schema de woorden invoer, uitvoer, informatieverwerking en geheugen. 3 In het informatieboek staat: 'Peter noteert de gegevens in een multomap, maar hij zou daarvoor ook (of beter) een computersysteem kunnen gebruiken.' Kan hij daarvoor beter een computersysteem gebruiken? Motiveer je antwoord.

ENIGMA

1.2

Verwerkingsboek

TOEPASSEN 4 In de onderbouw heb je geleerd te werken met de computer: informatiekunde of ICT zoals dat op veel scholen heet. Geef van de onderstaande vaardigheden aan of die bij informatiekunde/ict of informatica thuishoren. a De rapportcijfers verwerken in de leerlingenadministratie. b Het ontwerpen en maken van een website. c Een computeradvertentie begrijpen. d Informatie zoeken voor een werkstuk. e Weten hoe informatie in organisaties gebruikt wordt. f Een schoolkrant maken. g Proefwerkcijfers bijhouden. h Weten hoe een processor werkt. 5 René is pas op kamers gaan wonen. Om met zijn inkomsten rond te komen, besluit hij een kasboek bij te houden. Zijn inkomsten bestaan uit een studiebeurs, een bijbaantje en eventuele schenkingen van zijn ouders; de uitgaven bestaan uit vaste lasten (zoals huur, eten en reiskosten) en eenmalige bedragen. René noteert alles in een kasboek en maakt iedere week de balans op. We schouwen dit kasboek als het financiële informatiesysteem van René. Teken het kasboek van René als informatieverwerkend systeem. 6 Boven de snelweg zie je borden om te waarschuwen voor files. In het wegdek zitten detectielussen die het aantal voertuigen tellen dat per minuut passeert. Als er meer voertuigen passeren dan waarop de weg berekend is, ontstaat een file. Er verschijnt dan een waarschuwing om de snelheid aan te passen. Teken het waarschuwingssysteem als informatieverwerkend systeem.

Copyright © 2007 - 2011

ENIGMA-online

Hoofdstuk 1


1.3

7 Terminologie In de Verenigde Staten heet het vak informatica: computer science. Die Amerikaanse term geeft aan dat informatica een wetenschap is: de wetenschap van de toepassing van computers. Met computer science, en zeker met informatica, wordt niet het ontwerpen en bouwen van computers bedoeld. Dat valt onder elektrotechniek, of elektronica. Een grensgebied is de computerarchitectuur. Daarmee wordt niet de bouw van computers, met onderdelen zoals moederbord, voeding, chips enzovoort bedoeld, maar de abstracte structuur en werking van computers. Bij computerarchitectuur wordt bijvoorbeeld de werking van de processor behandeld. Zo heeft elke Pentium IV computer, van welk merk ook, dezelfde architectuur. Een Maclntosh-computer met een PowerPC-chip heeft een totaal andere architectuur. De computers en de bijkomende randapparatuur (printers, modems, muizen, enz.) worden aangeduid met de term hardware. De programma's worden software genoemd. De gegevens die worden verwerkt, worden data genoemd. Maar informatica is behalve een wetenschap ook een vaardigheid of een vak. De beoefenaren van dat vak zijn programmeurs, systeemanalisten of systeemontwerpers. Zij ontwikkelen besturingssystemen zoals Windows 2000, Mac-OSlo of allerlei toepassingsprogramma's zoals tekstverwerkers, browsers of spelletjes. Het gebruik van computers wordt informatiekunde genoemd. Zo kun je bijvoorbeeld spreken van medische informatiekunde: het toegespitst gebruik van computers in de geneeskunde.

a b

Leg uit wat het verschil is tussen informatiekunde en informatica. In het kader hierboven wordt een aantal beroepen genoemd: een programmeur, een systeemanalist en een systeemontwerper. In de bouw ken je de beroepen bouwvakker, aannemer en architect. Welke beroepen uit de bouw komen overeen met de beroepen uit de tekst? Geef argumenten voor je keuze.

2 INFORMATIE EN COMMUNICATIE VERWERKEN 8 In het informatieboek kun je lezen dat Peter Dijkstra en de harddiskrecorder beide als informatiesystemen gezien kunnen worden en dat beide systemen afwisselend als zender of als ontvanger optreden. a Leg uit dat Peter zowel zender als ontvanger kan zijn. b Maak duidelijk dat ook de harddiskrecorder als ontvanger en als zender kan optreden.

ENIGMA

1.4

Verwerkingsboek

9 In opdracht 5 heb je kunnen lezen dat René een kasboek bijhoudt. Hij koopt zo af en toe een cd. Hij wil graag weten hoeveel geld hij aan cd’s heeft uitgegeven. Wanneer hij zijn kasboek pakt, bemerkt hij dat hij niet onmiddellijk kan zien hoeveel geld hij heeft uitgegeven aan cd’s. Hij pakt een vel papier en noteert de bedragen. Vervolgens telt hij ze bij elkaar op. a René kreeg niet onmiddellijk antwoord op zijn informatievraag. Ontbreekt in dit geval bepaalde invoerinformatie? Zo ja, welke informatie ontbreekt? Zo nee, wat is dan het probleem? b In de informatica maken we een onderscheid tussen gegevens en informatie. Leg uit wat het verschil is. 10 Informatie wordt overgebracht in de vorm van berichten. Die zijn samengesteld uit kleur, klank, beweging, geur, smaak, prikkels, pictogrammen en lettertekens. a Zoek van elk type bericht twee voorbeelden. b Maak hiervan een PowerPoint-presentatie, waarin op elke dia een voorbeeld en.een korte omschrijving staat en presenteer het resultaat aan de klas.

TOEPASSEN 11 Om een verbinding te maken met internet heb je een abonnement nodig bij een 'provider'. Als je een webdocument wilt opvragen, stuur je met behulp van je internetbrowser een aanvraag naar je provider. Die stuurt het webdocument terug als het al aanwezig is of stuurt de aanvraag door naar de website waar het te vinden is. Teken het communicatiemodel vanuit jouw perspectief. Vergeet niet dat je afwisselend als zender en ontvanger fungeert. 12 In een schooladministratie worden onder andere namen, adressen, cijfers en klassen van leerlingen bijgehouden. Bekijk vanuit het perspectief van de gebruiker of er in de volgende gevallen sprake is van gegevens of informatie. a De secretaresse voert een nieuwe leerling in. b De docent wiskunde voert de rapportcijfers in. c De roostermaker voert de namen van zieke collega's in om een nieuw dagrooster te maken. d De conciërge voert de namen van de laatkomers in.

Copyright © 2007 - 2011

ENIGMA-online

Hoofdstuk 1

1.5


VERDIEPEN 13 Op de foto hiernaast zie je de naam van farao Ramses II in de tempel van Luxor. De namen van de farao’s werden afgebeeld in een cartouche. In de eerste cartouche staat de troonnaam van de farao: Ramses, in de tweede cartouche zijn geboortenaam. Zoek met behulp van het internet uit hoe het hiërogliefenschrift ontsleuteld is.

3 BITS EN BYTES VERWERKEN 14 In het informatieboek kun je lezen dat de symbolen 0 en 1 alleen opgevat mogen worden als cijfers wanneer een rij bits een getal voorstelt. Maak met een voorbeeld duidelijk dat de symbolen ook anders kunnen worden opgevat. 15 In de tabel zie je dat met één bit twee getallen kunnen worden gecodeerd. Met twee bits kun je dus vier getallen coderen, met drie bits acht getallen en met vier bits zestien getallen. a Als je het aantal bits uitbreidt tot vijf, hoeveel getallen kun je dan coderen? b Als je het aantal bits uitbreidt tot zes, hoeveel getallen kun je dan coderen? c Wat is het effect van het toevoegen van één bit op het aantal mogelijke getallen dat kan worden gecodeerd? 16 Fragment van een ASCII-tabel bitpatroon 1000000 1000001 1000010 1000011 1000100 1000101 1000110 1000111 1001000

a b c d

karakter @ A B C D E F G H

bitpatroon 1100000 1100001 1100010 1100011 1100100 1100101 1100110 1100111 1101000

karakter ` a b c d e f g h

Wat is de functie van de ASCII-tabel? Tegenwoordig is er een nieuwe standaard ontwikkeld. Hoe heet die standaard? Waarom is er een nieuwe standaard ontwikkeld? Hoeveel coderingen kunnen er worden gemaakt met behulp van één byte?

ENIGMA

1.6

Verwerkingsboek

17 De resolutie van afbeeldingen wordt uitgedrukt in dpi. a Een foto heeft een resolutie van 600 dpi. Wat betekent dat? b Bij welke apparaten wordt de resolutie (meestal) niet in dpi uitgedrukt? c Hoe wordt bij deze apparaten de resolutie uitgedrukt? 18 Leg uit waarom het opslaan van een afbeelding als bitmap vaak meer geheugenruimte vraagt dan het opslaan van een afbeelding met de vectorcodering. 19 In 1985 bracht de Amerikaanse computerfabrikant Commodore de “Amiga” op de markt. De Amiga was voor die tijd een moderne computer, die met name sterk was op grafisch gebied en geluid. Commodore Amiga 1000 CPU: werkgeheugen: opslag: kleur: geluid:

a b c d

Motorola 68000, 7.16 Mhz 256 kB diskettestation 880 kB EHB-modus: 6 bit HAM-modus: 12 bit 8 bit, 4 kanalen stereo, 29 Khz

Hoeveel kleuren kon de Amiga in de EHBmodus weergeven? Hoeveel kleuren kon de Amiga in de HAMmodus weergeven? Leg uit wat inhoudt dat het geluid 29 Khz is? Leg uit wat inhoudt dat het geluid 8 bit is?

Commodore Amiga 1000 met externe diskdrive en Sidecar. De Sidecar was een hardware-uitbreiding voor de Amiga en bevatte een PC-XT met een Intel 8088 CPU.

20 Een veel gebruikt systeem voor compressie van beeld- en geluidsbestanden is MPEG. a Welke verschillende MPEG-standaarden zijn er voor het digitaal opnemen en afspelen van video? b Waar worden de verschillende standaarden voor gebruikt? c Hoe werkt de compressietechniek van deze standaarden? d Welk ander video-formaat wordt veel op computers gebruikt? 21 Voor muziekbestanden zijn er verschillende compressievormen. De bekendste is waarschijnlijk MP3 (afgeleid van het MPEG-1 formaat). Andere vormen zijn bijvoorbeeld WMA, FLAC en AAC. a Wat is het grote verschil in compressiemethode tussen MP3 en FLAC? b Het formaat AAC groeit in populariteit. Waardoor komt dat? c Van welke standaard is AAC afgeleid? d Waaraan dankt WMA zijn populariteit?

Copyright © 2007 - 2011

ENIGMA-online

Hoofdstuk 1

1.7


TOEPASSEN 22 Start het tekstverwerkingsprogramma Word. Voeg de afbeelding roos.wmf in. Voeg de afbeelding roos.tif in. Vergroot beide afbeeldingen. Maak een afdruk van beide afbeeldingen. a Welke afbeelding geeft de beste vergroting? b Wat is het verschil in afdrukkwaliteit? c Welke is de vectorafbeelding? Leg je keuze uit. 23 Om afbeeldingen in 24-bits kleur op te slaan heb je veel geheugenruimte nodig. Wanneer je deze afbeeldingen ook nog eens op internet wilt gebruiken, duurt het laden daarvan in de browser erg lang. Daarom heeft men technieken ontwikkeld om de bestandsgrootte te verkleinen. Dit wordt compressie genoemd. a Zoek twee bestandsformaten voor afbeeldingen, die op internet gebruikt worden. b Vraag het bestand zonnebloem.tif op in het programma Irfan View en bewaar het in de bestandsformaten die je bij vraag a hebt gevonden. Noteer de grootte van de drie bestanden. c Waarom worden er twee verschillende compressiemethoden gebruikt? 24 Om geluid in cd-kwaliteit op te slaan heb je veel geheugenruimte nodig. Wanneer je een audiofragment op je homepage zou willen gebruiken, duurt het verzenden daarvan te lang. Om dit probleem te ondervangen kun je het geluid als mono opslaan, het aantal samples per seconde verminderen of compressie toepassen. a Start een wave-editor, bijvoorbeeld Encounter2003, b Open het bestand wild swan.wav. c Noteer de eigenschappen (aantal samples per seconde, aantal bits, mono/stereo, bestandsgrootte en kwaliteit) in een tabel. aantal samples per sec 44.100

d

e

f g

aantal bits

mono/stereo

bestandsgrootte

kwaliteit geluid

16

stereo

15,5 MB

+

Speel het bestand af en luister naar de geluidskwaliteit. De kwaliteit van het geluid hangt ook samen met de apparatuur waarop je het muziekbestand afspeelt. Wanneer je het bestand afspeelt via een dure hifi-installatie zal het geluid beter zijn dan via een paar goedkope computerboxjes. Converteer naar eerst naar 8 bits. Dit kun je in Encounter2003 doen via het menu: File  Settings… Wijzig vervolgens de frequentie (aantal samples) naar 32.000 Hz, dan naar 22.050 Hz, dan naar 11.025 Hz en ten slotte naar 8.000 Hz. Speel de bestanden af, luister naar de geluidskwaliteit en noteer alle eigenschappen. Welke bestandsformaat vind je nog acceptabel klinken?

ENIGMA

1.8

Verwerkingsboek

VERDIEPEN

25 Printers gebruiken niet de RGB codering om kleuren te mengen maar CMYK: Cyaan, Magenta, Yellow, Key (is zwart). a Waar komt de term Key vandaan in CYMK? NB. Het betekent natuurlijk geen zwart. b Voor de kleuren van het boek hebben wij de volgende kleuren gebruikt in RGBcodering. KLEUR GROEN 0,130,132 KLEUR GROEN2 82,178,41 KLEUR BLAUW 115,166,222 KLEUR GRIJS 206,207,206 Ga naar de site: http://web.forret.com/tools/color.asp Zoek van deze kleuren de CYMK-codering. 26 Op dit moment vindt er voor televisie langzaam een verschuiving plaats van analoge televisie naar digitale televisie. In het boek is de digitale televisie (video) besproken. a Voor analoge televisie zijn er drie standaarden in omloop. Welke drie? b Wat zijn de belangrijkste verschillen tussen de drie systemen.

4 SYSTEMEN VERWERKEN 27 In het informatieboek wordt het begrip systeem op verschillende manieren gebruikt, zoals in communistisch systeem, periodiek systeem en besturingssysteem. Het woordenboek geeft verschillende definities van het begrip systeem: 1. De wijze waarop iets is ingericht en de regels die dienen ter instandhouding daarvan. 2. Geheel dat volgens een bepaald beginsel geordend, gerangschikt of ingedeeld is. 3. Het geheel van handelingen die dienen om een gesteld doel te bereiken. Geef van de volgende systemen aan bij welke definitie ze horen: a communistisch systeem b schoolsysteem c periodiek systeem d besturingssysteem e alarmsysteem 28 Noem enkele kenmerken van een systeem.

Copyright © 2007 - 2011

ENIGMA-online

Hoofdstuk 1


1.9

29 Procesgeoriënteerde systemen regelen of besturen allerlei apparaten. a Geef drie voorbeelden van apparaten die door een procesgestuurd systeem worden geregeld. b Waarom worden deze systemen vaak embedded systems genoemd? c Wat wordt bedoeld met een real-time system? 30 Naast procesgeoriënteerde systemen zijn er ook nog gegevensgeoriënteerde systemen en modelgeoriënteerde systemen. a Leg uit hoe een gegevensgeoriënteerd systeem in een supermarkt een belangrijke rol kan spelen. b Geef twee voorbeelden van modelgeoriënteerde systemen.

TOEPASSEN 31 In welke gevallen heb je te maken met een systeem? a Een toetsenbord en een muis. b Een computer en software. c Een school. d Alle steden met meer dan 1.000.000 inwoners. 32 In moderne auto’s zit een cruise-controlsysteem. Met een cruise-controlsysteem leg je de snelheid die je op een bepaald moment rijdt vast met de bediening op het dashboard, de stuurkolom of middenconsole. Vervolgens haal je je voet van het gaspedaal en hoef je nog maar twee dingen te doen: het verkeer om je heen een beetje in de gaten houden en eventueel afremmen. De werking van de cruise control is eenvoudig. Aan de kilometertellerkabel zit een meetapparaat dat het aantal omwentelingen oftewel de snelheid van dat moment meet. Mocht de snelheid hoger of lager worden dan de van te voren ingestelde snelheid, dan reageert er een servo-motor die de gasklep bedient. Zo houdt men een constante snelheid. Ter beveiliging werkt het systeem niet onder een bepaalde minimum snelheid en schakelt zich uit bij het activeren van het rem- of gaspedaal. a b c

Teken het cruise-controlsysteem als informatieverwerkend systeem. Geef daarbij aan wat tot de sensor(en), actuator(en) en interface(s) behoort. Leg uit waarom een cruise control een embedded system is Een cruise control is ook een real-time system. Leg uit waarom dat zo is.

ENIGMA

1.10

Verwerkingsboek

33 Een voorbeeld van een embedded system is een inbraakalarm. a Maak een presentatie waarin je de verschillende componenten van dit systeem benoemt. b Maak duidelijk wat tot de sensoren, de actuatoren en de interface behoort. c Beschrijf de omgeving van dit systeem. 34 Het programma SimCity is een simulatie van de groei van een stad. De programmeurs hebben geprobeerd de werkelijkheid zo goed mogelijk na te bootsen. De beslissingen die je neemt op het gebied van ruimtelijke ordening en werkgelegenheid bepalen het succes van de stad. Voor installatie van de demostad Doetinchem bestudeer het bestand LEESMIJ.TXT. a b c d

Open in SimCity de demostad Doetinchem. Bouw gedurende twintig jaar aan de stad: bouw woonwijken, zorg voor voldoende handelscentra en industrie, leg infrastructuur aan enzovoort. Bekijk na twintig jaar hoe jouw stad gegroeid is en vergelijk het resultaat met dat van je medeleerlingen. Geef een verklaring voor het verschil. De gemeente denkt aan het aanleggen van een nieuwe woonwijk. Is SimCity een geschikt instrument om gebruikt te worden bij de planning en het ontwerp? Beargumenteer je mening.

Copyright © 2007 - 2011

ENIGMA-online

Hoofdstuk 1


1.11

VERDIEPEN 35 Lees onderstaande tekst. Maak eventueel ook gebruik van het internet. Het HIRLAM-model Centraal in het toegepast onderzoek naar atmosfeermodellen op het KNMI staat het HIRLAMatmosfeermodel (High Resolution Limited Area Model). Met dit model worden weersverwachtingen gemaakt voor Europa en de Noord-Atlantische Oceaan tot 48 uur vooruit. Het HIRLAMmodel wordt ontwikkeld in een samenwerkingsverband van negen landen: Denemarken, Finland, Ierland, llsland, Nederland, Noorwegen, Spanje, Zweden en Frankrijk. Verspreidingsmodellen voor nucleaire/chemische calamiteiten Het weer bepaalt in belangrijke mate de verspreiding van gevaarlijke stoffen die door nucleaire of chemische ongevallen in de atmosfeer geloosd worden. Een team van zeven calamiteitenmeteorologen van het KNMI is dag en nacht beschikbaar om in geval van een milieuramp overheidsinstanties, brandweer en politie bij te staan bij het treffen van maatregelen ter bescherming van de volksgezondheid. Daarbij baseren de meteorologen zich op de verspreidingsberekeningen van twee operationele computermodellen: PUFF voor de verspreiding op Europese schaal en CALM voor de verspreiding op nationale schaal. Bewolkingsverwachting voor de korte termijn Sinds jaar en dag wordt bewolking met behulp van verschillende satellieten nauwkeurig waargenomen vanuit de ruimte. Desondanks is het met de huidige weermodellen nog steeds moeilijk om bewolking zelfs maar enkele uren vooruit nauwkeurig te voorspellen. Sinds enige tijd wordt gepoogd hierin verandering te brengen door de waargenomen bewolking daadwerkelijk te gebruiken in een fysisch weermodel: MetCast. Verwachtingsmethodes voor gevaarlijk weer voor de korte termijn In het project Nowcasting methodes voor gevaarlijk weer worden automatische 'tools' ontwikkeld voor het onderkennen en volgen van gevaarlijk weer situaties op mesoschaal. Deze tools ondersteunen de operationele meteoroloog bij het maken van kortetermijnverwachtingen, tot zes uur vooruit, van fenomenen zoals windstoten in situaties met en zonder buien, windschering, invallen en oplossen van mist, ijzel en hagel. Bron: www.knmi.nl

a b c

Waarom worden modellen gebruikt om het weer te voorspellen? Waarvoor worden de computermodellen PUFF en CALM gebruikt? Waarom is het zo moeilijk om een computermodel te maken om het weer exact te voorspellen?

1 Informatieverwerkende systemen

Recommend Documents